KR20070107379A - 합성가스 정제시스템 - Google Patents

합성가스 정제시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20070107379A
KR20070107379A KR1020060039797A KR20060039797A KR20070107379A KR 20070107379 A KR20070107379 A KR 20070107379A KR 1020060039797 A KR1020060039797 A KR 1020060039797A KR 20060039797 A KR20060039797 A KR 20060039797A KR 20070107379 A KR20070107379 A KR 20070107379A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exchange resin
syngas
cleaning liquid
synthesis gas
regeneration
Prior art date
Application number
KR1020060039797A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100786574B1 (ko
Inventor
김성현
이승종
Original Assignee
고등기술연구원연구조합
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고등기술연구원연구조합 filed Critical 고등기술연구원연구조합
Priority to KR1020060039797A priority Critical patent/KR100786574B1/ko
Publication of KR20070107379A publication Critical patent/KR20070107379A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100786574B1 publication Critical patent/KR100786574B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/06—Spray cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/20—Organic adsorbents
    • B01D2253/206—Ion exchange resins

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Abstract

본 발명은 합성가스 정제시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 가스화기로부터 발생되는 고온, 고압의 합성가스를 연속적이면서 고순도로 정제하게 되는 합성가스 정제시스템으로, 상기 합성가스에 대해 촉매세정액을 분사하여 상기 촉매세정액에 대해 용해도가 큰 오염물질들을 상기 합성가스내로부터 제거하게 되는 1차 습식정제장치와; 상기 1차 습식정제장치를 통과한 상기 합성가스내에 잔류하는 오염물질을 제거하기 위하여 양이온교환수지를 이용하여 양이온으로 변할 수 있는 오염물질을 선택적으로 제거하게 되는 양이온교환수지탑과, 음이온교환수지를 이용하여 음이온으로 변할 수 있는 오염물질을 선택적으로 제거하게 되는 음이온교환수지흡착탑으로 구성되는 2차 흡착정제장치; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 고순도로 합성가스를 정제할 수 있게 되므로, 정제된 합성가스를 가스엔진용 연료 뿐만 아니라, 연료전지용 연료 및 화학원료를 제조하기 위한 원료 등으로 원활히 이용할 수 있도록 하게 되는 우수한 효과가 있다.
석탄, 중질잔사유, 바이오매스, 폐기물, 가스화, 용융로, 합성가스, 배기가스, 연소가스, 정제, 촉매, 세정액, 흡수, 분사, 습식, 이온교환수지, 흡착탑, 흡 착, 재생, 황화합물

Description

합성가스 정제시스템{REFINING SYSTEM OF SYNGAS}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 합성가스 정제시스템을 보여주는 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 1차 습식정제장치 102 : 가스유입구
104 : 가스유출구 106 : 배관부
106a : U자형 배관 106a-1 : 하향관부
106a-1' : 벤튜리부 106a-2 : 상향관부
108a : 1차 분사노즐 108b : 2차 분사노즐
110 : 세정액 공급배관 112 : 세정액 공급펌프
114 : 세정액 저장탱크 116 : 세정액 복귀배관
118 : 세정액 저장드럼 120 : 세정액 배출조절밸브
122 : 수위조절용 물공급배관 124 : 초기세정액 공급배관
126 : 재생용 세정액 공급배관 128 : 재생용 세정액 공급펌프
130 : 세정액 재생장치부 132 : 재생완료 세정액 복귀배관
200 : 2차 흡착정제장치 202 : 양이온교환수지흡착탑
204 : 음이온교환수지흡착탑 206a, 206b : 재생용액 공급배관
208a, 208b : 재생용액 공급펌프 210a, 210b : 재생용액 저장부
212a, 212b : 재생용액 배출배관
본 발명은 가스화기로부터 배출되는 고온, 고압의 합성가스를 고순도로 정제하여 각종 원료나 연료로 전환하기 위한 합성가스 정제시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 합성가스에 함유되어 있는 NH3, H2S, HCl, COS 등의 오염물질들을 고순도로 정제하여 연료전지용 연료나 화학원료 제조용 원료 등으로 사용 가능한 초청정의 합성가스를 얻을 수 있도록 하게 되는 합성가스 정제시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 석탄, 중질잔사유, 바이오매스(biomass), 폐기물 등의 연료를 가스화기(가스화 용융로)에서 가스화 반응시키면, 고온, 고압상태의 합성가스(배기가스, 연소가스)가 생성되어 배출되게 되는 바, 이러한 합성가스를 연료전지용 연료나 화학연료를 제조하기 위한 원료 등으로 전환하기 위해서는 반드시 해당 합성가스내의 오염물질들을 고순도로 정제해야만 한다.
구체적으로, 합성가스내에는 부식성이 강하면서도 화학연료 제조용 촉매 등에 부식, 피독현상을 나타내는 황화수소(H2S), 염화수소(HCl) 또는 COS 등 여러가지 미량의 불순성분들(오염물질들)이 포함되게 되므로, 이들을 정제하여 제거해야만 한다.
즉, 통상적으로 가스엔진에 적용 가능한 황화합물의 농도는 20ppm 수준, 연료전지의 연료로 사용하는 경우에는 1ppm 수준, 화학원료를 제조하기 위한 원료로 사용하는 경우에는 1ppm 이하로 알려져 있다.
이와 관련하여, 종래의 정제 기술들을 살펴 보면 다음과 같다.
한국 특허출원번호 10-2005-0091215호(석탄가스화 합성가스의 탈황 정제시스템)에는, 고온, 고압의 합성가스에 포함된 황화수소(H2S) 등의 산성가스 제거를 위해 가성소다(NaOH) 수용액 또는 촉매용액을 분무하는 산성가스 제거 기술이 개시되어 있으며, 이 기술에 따르면 가스화기로부터 발생되는 합성가스에 포함되어 있는 황화수소 등의 성분 제거에서 매우 탁월한 것으로 나타나 있다.
한편, 한국 특허출원번호 10-1987-0001305호(오염된 가스로부터 황화수소를 제거하는 방법)에는, 금속으로 도우프된 양이온교환수지를 이용하여 오염된 가스에서 황화수소를 제거하고, 산화성 미생물을 이용하여 양이온교환수지를 재생하는 방법이 개시되어 있으며, 이 기술의 경우 오염된 가스로부터 황화수소(H2S)를 제거하는데 양이온교환수지를 이용하고 있으나, 수질 정제의 경우 H2S는 HS- 또는 S- - 등 음이온으로 변하기 쉬운 물질이므로 양이온교환수지보다는 음이온교환수지의 사용이 보다 바람직할 것으로 판단되는 바이며, 또한 pH가 1.5~8 정도로 주로 산성영역에서 수지의 재생을 실시하고 있는데, 이 또한 H2S가 수용액상에서는 산성을 나타내게 되므로 염기성으로 재생공정을 가지는 음이온교환수지에서 보다 H2S의 제거효율 이 높을 것으로 판단되는 바이다.
한편, 한국 특허출원번호 10-1994-0013701호(정제된 고온가스 제조를 위한 부분산화방법)에는, 고온, 고압에서 H2 및 CO가 주성분인 합성가스를 만들고, 이 합성가스내에 함유된 H2S, COS 등의 오염물질을 제거하는 기술이 개시되어 있으나, 이 기술에 의하면 정제된 후의 황화합물의 농도가 다소 높아 정제된 합성가스를 연료전지의 연료나 화학원료로 이용하기에는 다소 무리가 있을 것으로 판단된다.
한편, 한국 특허출원번호 10-1997-0000084호(석탄가스로부터 황화수소를 제거하는 고온고압 건식 유동층 탈황법과 그 장치)에는, 고온(400~700℃), 고압(10~35기압) 건식유동층 탈황법과 그 장치에 관한 기술이 개시되어 있는데, 이 기술에 따르면, 탈황촉매를 재생하기 위해 반응온도보다 높은 온도조건에서 산소를 공급하게 됨으로써 SO2가 발생되어 후처리가 필요하다는 문제점과 촉매 재생을 위해서 가열을 해야 하므로 추가적으로 에너지 사용이 필요한 문제점이 있을 것으로 판단된다.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 가스화기에서 발생되는 합성가스내에 포함된 오염물질들에 대해 1차 습식정제 공정을 통해 H2S, HCl, NH3 등 촉매세정액에 용해도가 높은 물질들을 흡수하여 제거하고, 아울러 2차 흡착정제 공정을 통해 COS 등 촉매세정액에 용해도가 낮은 잔류 오염물질들을 흡착하여 제거함으로써 합성가스를 고순도로 정제할 수 있게 되는 합성가스 정제시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 합성가스 정제시스템은, 가스화기로부터 발생되는 고온, 고압의 합성가스를 연속적이면서 고순도로 정제하게 되는 합성가스 정제시스템으로, 상기 합성가스에 대해 촉매세정액을 분사하여 상기 촉매세정액에 대해 용해도가 큰 오염물질들을 상기 합성가스내로부터 제거하게 되는 1차 습식정제장치와; 상기 1차 습식정제장치를 통과한 상기 합성가스내에 잔류하는 오염물질을 제거하기 위하여 양이온교환수지를 이용하여 양이온으로 변할 수 있는 오염물질을 선택적으로 제거하게 되는 양이온교환수지탑과, 음이온교환수지를 이용하여 음이온으로 변할 수 있는 오염물질을 선택적으로 제거하게 되는 음이온교환수지흡착탑으로 구성되는 2차 흡착정제장치; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 합성가스 정제시스템을 보여주는 개략도이다.
본 발명에 따른 합성가스 정제시스템은 총 2차의 정제공정으로 이루어지며, 즉 1차 정제공정으로는 가스화기로부터 발생되는 합성가스에서 암모니아(NH3), 황화수소(H2S), 염화수소(HCl) 등과 같이 흡수액인 촉매세정액에 대해 용해도가 큰 오염물질들을 흡수하여 제거하기 위해 연속적으로 흐르는 합성가스에 대해 촉매세정액을 분사하게 되며, 이어서 2차 정제공정에서는 1차 정제공정에서의 촉매세정액에 대해 용해도가 상대적으로 낮아 합성가스내에 잔류하게 되는 COS 등의 오염물질들을 흡착 제거하기 위하여, 양이온교환수지를 이용하여 잔류 NH3 등의 양이온으로 변할 수 있는 오염물질들을 선택적으로 제거하게 되고 또한 음이온교환수지를 이용하여 H2S, COS, HCl 등의 음이온으로 변할 수 있는 오염물질들을 선택적으로 제거하게 된다.
먼저, 1차 습식정제 공정을 수행하게 되는 1차 습식정제장치(100)에 대해 설명한다.
1차 습식정제장치(100)에서는 배관을 따라 흐르는 합성가스에 대해 즉, 하향 및 상향 흐름의 합성가스에 대해 촉매세정액을 분사하여 정제하게 된다.
상세하게, 1차 습식정제장치(100)는 고온, 고압의 합성가스가 유입되게 되는 가스유입구(102)가 일측에 구비되고, 타측에는 정제된 합성가스가 유출되게 되는 가스유출구(104)가 구비되게 되며, 이 가스유입구(102)와 가스유출구(104) 사이에는 하나 이상(도면상에는 3개)의 U자형 배관(106a)으로 이루어지는 배관부(106)가 구비되게 된다.
배관부(106)의 각 U자형 배관(106a)은 먼저 합성가스가 하향되도록 흐르게 되는 하향관부(106a-1)와, 이 하향관부(106a-1)를 통과한 합성가스가 방향을 바꾸어 상향되도록 흐르게 되는 상향관부(106a-2)로 이루어지게 되며, 하향관부(106a-1) 및 상향관부(106a-2)의 소정높이에는 각각 분사노즐(108a, 108b)이 구비되게 된다.
따라서, 가스유입구(102)를 통해 유입된 합성가스는 먼저 하향관부(106a-1)를 통해 하향되도록 흐르며, 이때 해당 하향관부(106a-1)에 구비되어 있는 1차 분사노즐(108a)에서 분사되는 촉매세정액에 의해 합성가스는 1회 세정되게 되고, 이어서 상향관부(106a-2)를 통해 상향하는 합성가스에 대해 상향관부(106a-2)에 구비되어 있는 2차 분사노즐(108b)에서 촉매세정액이 분사되어 2회 세정되게 되며, 이와 같이 반복적으로 2회 세정된 다음 합성가스는 가스유출구(104)를 통해 유출되게 된다.
여기서, 하향관부(106a-1)에 구비되는 1차 분사노즐(108a)은 그로부터 분사되는 촉매세정액이 하향되는 합성가스에 보다 장시간 접촉되어 세정효율이 향상되도록 하면서 합성가스의 원활한 하향 흐름도 확보되도록 하기 위한 목적 등에서 하향관부(106a-1)의 내경이 상대적으로 좁아지는 벤츄리(venturi)부(106a-1')에 구비되어, 하향되는 합성가스에 대해 직교되는 수평방향으로 일 측부에서 촉매세정액을 분사하도록 구성되게 된다.
그리고, 2차 분사노즐(108b)은 그로부터 분사되는 촉매세정액이 상향되는 합성가스에 보다 장시간 접촉되어 세정효율이 향상되도록 하기 위해, 상향되는 합성가스에 대한 역방향으로, 즉 하향되도록 촉매세정액을 분사하게 된다.
이때, 촉매세정액으로는 알카리 용액인 가성소다(NaOH) 수용액이나 철킬레이트 수용액 등이 이용되게 되며, 세정 목적에 따라서 이들은 적절히 혼합되어 이용될 수도 있다.
전술한 배관부(106)는 세정 목적 등에 따라서 그 U자형 배관(106a)이 직렬되도록 연결되어 확장되도록 구성될 수 있으며, 이때 각 U자형 배관(106a)에서는 동일하거나 서로 다른 종류의 촉매세정액이 분사될 수 있다.
나아가, 촉매세정액은 세정액 저장탱크(114)에 저장되어 있다가 세정액 공급펌프(112)의 구동에 의해 세정액 공급배관(110)을 따라 고압으로 이송되어 배관부(106)의 분사노즐들(108a, 108b)에서 분사되게 되며, 분사되어 세정에 사용된 후 U자형 배관(106a)의 하부측으로 모이게 되는 촉매세정액은 이후 세정액 복귀배관(116)을 통해 다시 세정액 저장탱크(114)로 복귀되게 되는데, 세정액 복귀배관(116)상에는 세정액 저장드럼(118)과 세정액 배출조절밸브(120)가 구비되어 있어, 복귀되는 촉매세정액이 먼저 세정액 저장드럼(118)내에 일정수위로 저장되었다가 배출되도록 함으로써, U자형 배관(106a)을 통해 흐르는 고압의 합성가스가 세정액 복귀배관(116)을 통해 외부로 누출되는 것을 방지하면서, 세정액 배출조절밸브(120)를 통해 소정량의 촉매세정액이 배출되도록 하여 세정액 저장드럼(118)내의 수위가 항상 일정하게 유지되도록 하게 된다.
또한 나아가, 세정액 저장탱크(114)에는 그 내부에 저장되어 있는 촉매세정액의 수위가 적정하게 유지되도록 수위조정용 물을 공급하게 되는 수위조정용 물공급배관(122)이 연결되게 되며, 또한 저장되어 있는 촉매세정액의 pH를 최적 조건으 로 유지하면서 해당 촉매세정액을 보충하기 위해 가성소다(NaOH)와 같은 촉매세정액을 공급하게 되는 초기세정액 공급배관(124)이 연결되게 된다.
여기서, 세정액 저장탱크(114)는 그 내부가 복수 공간부로 구획되어 있어, 각기 동일하거나 서로 다른 촉매세정액을 저장하였다가 대응하는 U자형 배관(106a)측으로 각 촉매세정액을 공급하도록 구성될 수 있다.
나아가, 합성가스의 정제에 사용된 후 세정액 저장탱크(114)로 복귀된 촉매세정액을 재생하기 위하여 세정액 저장탱크(114)로부터 촉매세정액을 공급받아 재생하게 되는 세정액 재생장치부(130)가 별도로 구비되게 되며, 이 세정액 재생장치부(130)에서는 촉매세정액의 재생에 필요되는 산화제가 연속적으로 공급되면서 촉매세정액에 포함되어 있던 미연탄소분, 플라이애쉬(fly ash), 기타 화학반응에 의해 생성된 입자상물질들이 비중차 등에 의해 침전 분리되어 제거되게 되며, 재생된 촉매세정액은 통상적인 오버플로우(overflow) 방식에 의해 오버플로우되어 다시 세정액 저장탱크(114)측으로 복귀되게 된다.
물론, 이러한 세정액 재생장치부(130)와 세정액 저장탱크(114)간은 재생용 세정액 공급배관(126)과 재생완료 세정액 복귀배관(132)으로 연결되게 되며, 해당 재생용 세정액 공급배관(126)상에는 재생용 세정액 공급펌프(128)가 필요에 따라 구비될 수 있다.
이상과 같이 구성되는 1차 습식정제장치(100)의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 합성가스가 가스유입구(102)를 통해 유입되어 먼저 하향관부(106a-1) 를 통해 하향되도록 흐르게 되며, 하향관부(106a-1)를 통해 흐르는 합성가스에 대해서 하향관부(106a-1)의 벤츄리부(106a-1')의 1차 분사노즐(108a)에서 촉매세정액이 직교되도록 분사되어 해당 합성가스를 1회 세정하게 된다.
이어서, 하향관부(106a-1)을 통과한 합성가스는 방향을 바꾸어 상향관부(106a-2)를 통해 상향되도록 흐르게 되며, 이때 상향 흐름의 합성가스에 대해 상향관부(106a-2)의 2차 분사노즐(108b)에서 하향되도록 촉매세정액이 분사되어 2회 세정하게 된다.
그 후, 합성가스는 다음의 U자형 배관(106a)을 통해 재차 세정되게 되거나 가스유출구(104)를 통해 유출되게 된다.
이와 같은 1차 습식정제장치(100)를 통하면 합성가스내에 함유되어 있던 NH3, H2S, HCl 등과 같이 촉매세정액에 대해 용해도가 큰 대부분의 오염물질들이 고순도로 제거되게 된다.
한편, 이상과 같은 1차 습식정제장치(100)를 통해 1차 정제된 합성가스에 대해 2차 정제를 실시하게 되는 2차 흡착정제장치(200)에 대해 설명하기로 한다.
2차 흡착정제장치(200)는 1차 정제된 합성가스내에 잔류하는 오염물질들을 제거하기 위하여, 잔류 NH3 등의 양이온으로 변할 수 있는 오염물질들을 선택적으로 제거하게 되는 양이온교환수지를 갖는 양이온교환수지흡착탑(202)과, 합성가스내에 잔류하는 H2S, COS, HCl 등의 음이온으로 변할 수 있는 오염물질들을 선택적으로 제거하게 되는 음이온교환수지를 갖는 음이온교환수지흡착탑(204)을 포함하여 구성되 게 되며, 해당 양이온교환수지흡착탑(202)과 음이온교환수지흡착탑(204)의 배치 순서는 어떠해도 상관이 없다.
여기서, 바람직하게, 양이온교환수지흡착탑(202)과 음이온교환수지흡착탑(204)은 각기 두개씩 구비되어, 하나의 흡착탑(202, 204)에서 합성가스에 대한 정제가 실시될 때 다른 하나에서는 해당 이온교환수지에 대한 재생이 이루어지도록 할 수 있다.
그리고, 양이온교환수지흡착탑(202)과 음이온교환수지흡착탑(204)에 대해서는 이온교환수지의 재생을 위한 재생용액의 공급을 위해 재생용액 공급배관(206a, 206b)이 연결되게 되며, 이들 재생용액 공급배관(206a, 206b)상에는 재생용액 공급펌프(208a, 208b)가 구비되고, 재생용액 공급배관(206a, 206b)의 종단부에는 재생용액 저장부(210a, 210b)가 구비되게 된다.
여기서, 바람직하게, 양이온교환수지에 대한 재생용액으로는 황산(H2SO4)이 이용될 수 있고, 음이온교환수지에 대한 재생용액으로는 가성소다(NaOH)가 이용될 수 있다.
물론, 각 흡착탑(202, 204)에서 재생에 사용된 후 하부측에 모이게 되는 재생용액들은 재생용액 배출배관(212a, 212b)을 통해 배출되어 외부에서 후처리되게 되며, 그러나 음이온교환수지흡착탑(204)에서 사용된 후 배출되는 가성소다(NaOH)의 재생용액은 전술한 1차 습식정제장치(100)의 세정액 저장탱크(114)내로 공급되어 재사용될 수도 있다.
이상과 같은 2차 흡착정제장치(200)에서는 1차 정제된 후 연속적으로 유입되는 합성가스가 양이온교환수지흡착탑(202)내를 통과하면서 양이온교환수지와의 기액반응에 따른 이온화 교환작용을 통해 잔류 NH3 등의 양이온으로 변할 수 있는 오염물질들이 선택적으로 제거되게 되며, 또한 합성가스가 음이온교환수지흡착탑(204)내를 통과하면서 음이온교환수지와의 기액반응에 따른 이온화 교환작용을 통해 잔류하는 H2S, COS, HCl 등의 음이온으로 변할 수 있는 오염물질들이 선택적으로 제거되게 된다.
이때, 오염물질에 대한 원활한 흡착 제거를 위하여 각 흡착탑(202, 204)내의 이온교환수지의 표면은 젖어 있는 상태로 유지되어야만 하는데, 본 발명에서는 먼저 1차 습식정제장치(100)를 통과하면서 해당 합성가스내에 수분이 함유되게 되므로 해당 수분의 존재로 인해 이온교환수지의 표면이 적절히 젖혀질 수 있게 된다.
덧붙여, 도 1에서는 두개씩의 흡착탑(202, 204)이 구비되는 경우를 나타내며, 이 경우에서 연속적인 운전을 위하여, 좌측의 흡착탑들에서는 합성가스에 대한 정제 작업이 실시되고 있고, 우측의 흡착탑들에서는 재생 작업이 실시되고 있는 것을 나타내고 있으며, 이러한 작용은 구비된 밸브들(미번호)의 표현을 통해 확인 가능하다.
한편, 이상과 같은 본 발명의 정제시스템을 이용하여 실제로 가스화기로부터 발생되는 합성가스에 대해 정제 실험해 본 결과를 하기 표에 나타낸다.
초기 합성가스중의 오염물질 농도(ppm) 1차 정제후 오염물질 농도(ppm) 2차 정제후 오염물질 농도(ppm)
H2S COS H2S COS H2S COS
180~210 10~25 0.1~0.4 7~16 0.1 이하 0.1~0.2
상기 표를 참조하면, 총 2차의 정제과정을 거친 합성가스내의 H2S 및 COS의 황화합물의 농도는 1ppm 이하 정도까지 매우 고순도로 정제되는 것을 확인할 수 있으며, 따라서 정제된 해당 합성가스는 가스엔진용 연료 뿐만 아니라, 연료전지용 연료 및 화학원료를 제조하기 위한 원료로도 적절히 사용 가능한 수준이 됨을 알 수 있다.
덧붙여, 본 발명에 따른 합성가스 정제시스템은 상압 뿐만 아니라 고압의 합성가스에 대해서도 사용 가능할 뿐만 아니라, 연속적이면서 고순도의 정제가 가능하게 되고, 더구나 동일한 효과를 얻기 위해 기존의 상업화된 공정들을 복합적으로 사용하는 것에 비해 매우 경제적일 수 있으며, 또한 동일한 형태의 정제장치들을 직렬로 연결 가능하므로 확장성도 뛰어난 장점을 갖게 된다.
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정과 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.
본 발명에 따르면, 고순도로 합성가스를 정제할 수 있게 되므로, 정제된 합성가스를 가스엔진용 연료 뿐만 아니라, 연료전지용 연료 및 화학원료를 제조하기 위한 원료 등으로 원활히 이용할 수 있도록 하게 되는 우수한 효과가 달성될 수 있다.

Claims (7)

  1. 가스화기로부터 발생되는 고온, 고압의 합성가스를 연속적이면서 고순도로 정제하게 되는 합성가스 정제시스템으로,
    상기 합성가스에 대해 촉매세정액을 분사하여 상기 촉매세정액에 대해 용해도가 큰 오염물질들을 상기 합성가스내로부터 제거하게 되는 1차 습식정제장치와;
    상기 1차 습식정제장치를 통과한 상기 합성가스내에 잔류하는 오염물질을 제거하기 위하여 양이온교환수지를 이용하여 양이온으로 변할 수 있는 오염물질을 선택적으로 제거하게 되는 양이온교환수지탑과, 음이온교환수지를 이용하여 음이온으로 변할 수 있는 오염물질을 선택적으로 제거하게 되는 음이온교환수지흡착탑으로 구성되는 2차 흡착정제장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성가스 정제시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 습식정제장치는,
    상기 합성가스가 내부를 통해 먼저 하향되도록 흐른 다음 방향을 바꾸어 상향되게 흐르도록 하는 하나 이상의 U자형 배관으로 구성되는 배관부와,
    상기 U자형 배관상에 구비되어 상기 합성가스에 대해 상기 촉매세정액을 분사하게 되는 분사노즐로 구성되는 것을 특징으로 하는 합성가스 정제시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 각 U자형 배관에서는 한 종류의 상기 촉매세정액이 분사되되,
    상기 복수개의 U자형 배관에서는 서로 동일하거나 서로 다른 종류의 상기 촉매세정액이 분사되게 되는 것을 특징으로 하는 합성가스 정제시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 흡착정제장치의 상기 양이온교환수지흡착탑과 상기 음이온교환수지흡착탑은 각기 2개 이상씩 구비되어,
    하나의 것에서 상기 합성가스에 대한 정제가 실시될 때 나머지 것에서는 구비된 이온교환수지에 대한 재생이 실시되게 되는 것을 특징으로 하는 합성가스 정제시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 흡착정제장치는,
    상기 양이온교환수지흡착탑과 상기 음이온교환수지흡착탑에 대해 이온교환수지의 재생을 위한 재생용액을 각기 공급하게 되는 재생용액 공급배관을 구비하는 것을 특징으로 하는 합성가스 정제시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 양이온교환수지의 재생을 위한 상기 재생용액으로는,
    황산(H2SO4)이 이용되는 것을 특징으로 하는 합성가스 정제시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 음이온교환수지의 재생을 위한 상기 재생용액으로는,
    가성소다(NaOH)가 이용되는 것을 특징으로 하는 합성가스 정제시스템.
KR1020060039797A 2006-05-03 2006-05-03 합성가스 정제시스템 KR100786574B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060039797A KR100786574B1 (ko) 2006-05-03 2006-05-03 합성가스 정제시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060039797A KR100786574B1 (ko) 2006-05-03 2006-05-03 합성가스 정제시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070107379A true KR20070107379A (ko) 2007-11-07
KR100786574B1 KR100786574B1 (ko) 2007-12-21

Family

ID=39062734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060039797A KR100786574B1 (ko) 2006-05-03 2006-05-03 합성가스 정제시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100786574B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101488291B1 (ko) * 2013-06-11 2015-01-30 고등기술연구원연구조합 합성가스의 연속정제 시스템
KR102313690B1 (ko) * 2021-05-31 2021-10-19 고등기술연구원연구조합 수소생산을 위한 석유코크스 합성가스화 공정 중 흡수제의 소모량이 낮고 접촉효율이 증가된 고농도 황화수소 제거장치
KR102313692B1 (ko) * 2021-05-31 2021-10-19 고등기술연구원연구조합 용매 커튼 막을 이용한 고농도 황화수소 제거 장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101539367B1 (ko) * 2015-03-06 2015-07-27 수도권매립지관리공사 하수슬러지 고화처리시설의 가스 배출 장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2573324B1 (fr) * 1984-11-21 1989-08-04 Air Liquide Procede d'elimination des composes halogenes acides gazeux
KR100488496B1 (ko) 2002-05-14 2005-05-11 엠에이티 주식회사 이온교환 스크러버
JP2005046791A (ja) 2003-07-31 2005-02-24 Nichias Corp ケミカルフィルタ及びその製造方法
US7025809B2 (en) 2003-12-11 2006-04-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Dual-type air purification system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101488291B1 (ko) * 2013-06-11 2015-01-30 고등기술연구원연구조합 합성가스의 연속정제 시스템
KR102313690B1 (ko) * 2021-05-31 2021-10-19 고등기술연구원연구조합 수소생산을 위한 석유코크스 합성가스화 공정 중 흡수제의 소모량이 낮고 접촉효율이 증가된 고농도 황화수소 제거장치
KR102313692B1 (ko) * 2021-05-31 2021-10-19 고등기술연구원연구조합 용매 커튼 막을 이용한 고농도 황화수소 제거 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR100786574B1 (ko) 2007-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4971433B2 (ja) 炭化水素および酸素の共吸収を低減させた、流体流からの酸性のガスの除去
JP5070100B2 (ja) 脱硫脱炭装置
CN201807279U (zh) 一种高效烟气除尘脱硫装置
CN201815236U (zh) 一种气液错流接触装置
EA029429B1 (ru) Способ обработки топочного газа и устройство для обработки кислотных хвостовых газов с использованием аммиачного процесса
KR101365116B1 (ko) 액체금속을 이용한 가스 정제 장치
WO2012044383A1 (en) Gas stream purification apparatus and method
KR100786574B1 (ko) 합성가스 정제시스템
CN104043326A (zh) 一种新型工业气体超重力脱除硫化氢的装置及工艺
EA033991B1 (ru) Многоуровневый скруббер с несколькими затопляемыми промывочными насадками
CN101301567B (zh) 除去气流中污染物的方法
CN100553745C (zh) 逆流式海水脱硫吸收塔
KR101488291B1 (ko) 합성가스의 연속정제 시스템
KR102170276B1 (ko) 탈황용 액상촉매의 제조방법과 이를 이용한 바이오가스 전처리 장치
CN201020334Y (zh) 脱硫脱硝一体化烟气净化装置
JP2000290668A (ja) ガス精製方法
JPH11210489A (ja) ガス化発電方法及びガス化発電設備
RU2377057C1 (ru) Установка для очистки газа от сероводорода
CN108404640B (zh) 一种烟气脱硫脱硝一体化装置及方法
EP3481534B1 (en) A process for the combined removal of siloxanes and sulfur-containing compounds from biogas streams
CN215742816U (zh) 一种工业烟气脱硫脱硝及一体化处理设备
KR101733447B1 (ko) 합성가스로부터 황을 회수하는 장치
KR102039719B1 (ko) 배기 오염물질 처리장치
JPH1119468A (ja) ガス精製方法
CN118320548A (zh) 烟气洗涤方法和催化裂化方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121204

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131202

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141202

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151201

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161202

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171201

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181203

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191202

Year of fee payment: 13